Question

14．海水是巨大的資源庫(kù)，包括水資源利用和化學(xué)資源利用兩大方面．溴及其化合物廣泛應(yīng)用在有機(jī)合成、化學(xué)分析等領(lǐng)域．
（一）（1）利用海水提取溴和鎂的一般過程如下，下列說法正確的是BC

A．工業(yè)溴中含少量Cl₂，可用NaOH溶液除去
B．工業(yè)上常利用電解熔融MgCl₂冶煉金屬鎂
C．富集溴元素過程中，空氣吹出法利用了溴易揮發(fā)的性質(zhì)
D．若提取l mol Br₂，至少需要44.8L的Cl₂
（二）另一種海水提溴過程中溴元素的變化如下：Br^-$\stackrel{Ⅰ}{→}$Br₂$\stackrel{Ⅱ}{→}$BrO${\;}_{3}^{-}$$\stackrel{Ⅲ}{→}$Br₂
（2）過程I，海水顯堿性，調(diào)其pH＜3.5后，再通入氯氣．氯氣的電子式為_．通入氯氣后，反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-．海水調(diào)節(jié)pH過程可以看做發(fā)生鹽酸和氫氧化鈉的中和反應(yīng)，常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)在c（H₂O）看做常數(shù)不列入表達(dá)式的情況下，數(shù)值是10¹⁴．調(diào)海水pH可提高Cl₂的利用率，用平衡移動(dòng)原理解釋其原因是Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，增大c（H⁺），平衡逆向移動(dòng)，抑制Cl₂與水的反應(yīng)
（3）過程Ⅱ，用熱空氣將溴趕出，再用濃碳酸鈉溶液吸收．配平下列方程式．
3Br₂+3Na₂CO₃=1NaBrO₃+3CO₂+5NaBr□
（4）過程Ⅲ，用硫酸酸化可得Br₂和Na₂SO₄的混合溶液．相同條件下，若用鹽酸酸化，則所得溴的質(zhì)量減少，原因是鹽酸有還原性，與溴酸根反應(yīng)．

Answer 1

分析 （一）（1）依據(jù)流程分析，海水中加入氫氧化鈣沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，過濾后在沉淀中加入鹽酸溶解，得到氯化鎂溶液，通過濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失水得到無(wú)水氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂；海水濃縮曬鹽得到鹵水中通入氧化劑氯氣氧化溴離子得到溴單質(zhì)，2Br^-+C1₂=Br₂+2Cl^-，吹入熱的空氣用二氧化硫吸收富集溴SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，通入氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)溴．
A．氫氧化鈉能和溴反應(yīng)，而被除去；
B．電解熔融MgCl₂生成鎂和氯氣；
C．先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO₂將其還原吸收轉(zhuǎn)化為HBr，達(dá)到富集的目的；
D．依據(jù)離子方程式計(jì)算得到需要的氯氣體積；
（二）（2）氯氣是氯原子間形成一對(duì)共用電子對(duì)；過程Ⅰ是氯氣氧化溴離子生成溴單質(zhì)，海水調(diào)節(jié)pH過程可以看做發(fā)生鹽酸和氫氧化鈉的中和反應(yīng)，常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)在c（H₂O）看做常數(shù)不列入表達(dá)式的情況下，H⁺+OH^-=H₂O：K=$\frac{1}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$；根據(jù)氯氣的溶解平衡結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理來解釋；
（3）氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)電子守恒配平方程式；
（4）溴酸根離子具有氧化性，能將氯離子氧化；

解答 解：（一）（1）A．工業(yè)溴中含少量Cl₂，用NaOH溶液除去，溴和氫氧化鈉反應(yīng)生成溴化鈉、次溴酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Br₂+2NaOH═NaBr+NaBrO+H₂O，溴被除去，故A錯(cuò)誤；
B．從MgCl₂溶液中得到MgCl₂固體，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，故B正確；
C．海水提取溴一般用氯氣置換溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)，用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO₂將其還原吸收轉(zhuǎn)化為HBr，達(dá)到富集的目的，故C正確；
D．若提取1 mol Br₂，依據(jù)2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，提取粗溴消耗氯氣物質(zhì)的量為：1mol，得到純溴需氯氣物質(zhì)的量為：1mol，所以在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為V=nVm=2mol×224.4L/mol=44.8 L，溫度壓強(qiáng)不知不能計(jì)算氣體體積，故D錯(cuò)誤；
故選BC，
故答案為：BC；
（二）（2）氯氣是氯原子間形成一對(duì)共用電子對(duì)，氯氣電子式為：，過程Ⅰ是氯氣氧化溴離子生成溴單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；  海水調(diào)節(jié)pH過程可以看做發(fā)生鹽酸和氫氧化鈉的中和反應(yīng)，常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)在c（H₂O）看做常數(shù)不列入表達(dá)式的情況下，H⁺+OH^-=H₂O：K=$\frac{1}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$=10¹⁴，氯氣的溶解平衡為：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，若增大c（H⁺），平衡逆向移動(dòng)，會(huì)抑制Cl₂與水的反應(yīng)，提高Cl₂的利用率，
故答案為：；   Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；  10¹⁴ ；Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，增大c（H⁺），平衡逆向移動(dòng)，抑制Cl₂與水的反應(yīng)；
（3）氧化還原反應(yīng)中，Br的化合價(jià)升高值為5，氧化還原反應(yīng)中的價(jià)態(tài)律，所以所的產(chǎn)物是-1價(jià)的溴離子，Br元素化合價(jià)降低值為1，根據(jù)電子守恒，所以溴酸鉀的前邊系數(shù)是1，產(chǎn)物還有5mol的NaBr，溴單質(zhì)系數(shù)是3，根據(jù)鈉元素守恒，碳酸鈉的系數(shù)是3，故答案為：3；3；1；3；5NaBr；
（4）鹽酸有還原性，溴酸根離子具有氧化性，鹽酸可以和與溴酸根反應(yīng)，導(dǎo)致溴單質(zhì)的生成量減少，
故答案為：鹽酸有還原性，與溴酸根反應(yīng)；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了海水資源的綜合應(yīng)用，以鹵族元素的性質(zhì)考查為載體，注重氧化還原反應(yīng)的考查，為高頻考點(diǎn)，涉及物質(zhì)的分離提純等知識(shí)，側(cè)重于化學(xué)與生活的綜合運(yùn)用，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問題的能力，題目難度中等．